[发明专利]废气/反应剂混合组件和废气处理组件

说明书

本发明涉及一种用于内燃机的排气设备的废气/反应剂混合组件，其包括废气流动通道的入口区域和用于将反应剂输出到在废气流动通道中流动的废气中的反应剂输出系统，废气流动通道在反应剂输出系统下游包括混合区间，混合区间包括第一混合区间部段和第二混合区间部段，在第一混合区间部段中，废气/反应剂混合物基本上沿第一主流动方向在从反应剂输出系统至转向区域的方向上流动，第二混合区间部段基本上环形地包围第一混合区间部段，并且在第二混合区间部段中，废气/反应剂混合物沿基本上与第一主流动方向相反的第二主流动方向从所述转向区域流动至废气流动通道的出口区域。本发明还涉及一种废气处理组件。

技术领域

本发明涉及一种例如在车辆中的、用于内燃机的排气设备的废气/反应剂混合组件。

背景技术

为了降低内燃机、尤其柴油内燃机的有害物质排放、尤其氮氧化物排放，已知的是，在内燃机排出的废气中混入反应剂、例如尿素/水溶液，以便在SCR(选择性催化还原)催化器系统中进行的催化还原中降低废气中的有害氮氧化物份额。在废气中混入的反应剂、即例如尿素/水溶液在混合区间中分解，从而产生催化反应所需的氨气，混合区间在反应剂输出系统下游且在SCR催化器系统上游。在分解的过程中，在溶液中包含的水份额蒸发，并且在热分解中从尿素中产生氨气。除了水和氨气之外，在该热分解中也产生异氰酸，异氰酸在水解反应中与水催化反应转化成氨气。

为了尤其在不利的热条件下、即在相对低的环境和运行温度下并且在高的反应剂配给率时也保证，有效地从反应剂中产生氨气并且有效地将反应剂或从中产生的物质与内燃机排放的废气混匀，需要在反应剂输入位置和SCR催化器系统之间提供充分长的混合区间。为了辅助在混合区间中的混匀，也可设置混合元件，混合元件具有多个产生涡流的导向叶片。在此的问题是，尤其在车辆中，可供这种排气设备使用的结构空间有限。例如可行的是，为了有效地利用结构空间，这种混合区间设计成U形，从而混合区间具有两个并排的混合区间部段。

发明内容

本发明的目的是，提供一种废气/反应剂混合组件，该废气/反应剂混合组件在结构形式紧凑的同时保证有效地混匀废气和反应剂或从反应剂中产生的物质。

根据本发明，该目的通过用于内燃机的排气设备的废气/反应剂混合组件实现，该废气/反应剂混合组件包括废气流动通道的入口区域和用于将反应剂输出到在废气流动通道中流动的废气中的反应剂输出系统，其中，废气流动通道在反应剂输出系统下游包括混合区间，混合区间具有第一混合区间部段和第二混合区间部段，其中，在第一混合区间部段中，废气/反应剂混合物基本上沿第一主流动方向在从反应剂输出系统至转向区域的方向上流动，第二混合区间部段基本上环形地包围第一混合区间部段，并且在第二混合区间部段中，废气/反应剂混合物沿基本上与第一主流动方向相反的第二主流动方向从转向区域流动至废气流动通道的出口区域。

通过根据本发明的两个混合区间部段彼此嵌套以及由此产生的基本上同轴的流动系统，一方面限制了混合区间所需的结构空间。另一方面，第二混合区间部段包围第一混合区间部段的布置方案的同轴的流动引导部实现了明显更好地利用在废气中输送的热以用于反应剂或其组成成分的蒸发和热分解。

在到反应剂上的热传递方面特别有利的设计方案中提出，设有第一环形壁，该第一环形壁沿着第一主流动方向延伸、相对于第一主流动方向径向向外限定第一混合区间部段并且使第一混合区间部段与第二混合区间部段分离。第一环形壁不仅在其内侧上被在此流动的废气加热，而且在其外侧上被在第二混合区间部段中流动的废气加热。

第一环形壁基本上可在其沿着第一主流动方向的整个纵向延伸区域中构造成柱形的，从而在结构简单的设计方案中可确保均匀的流动特性。